CN207319989U - 一种集手动和电动于一体的三工位机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种集手动和电动于一体的三工位机构，包括机架，机架上设有隔离传动装置、隔离输出装置、接地传动装置、接地输出装置、储能装置以及电动驱动装置，隔离传动装置的转动可以通过手动或电动驱动，隔离传动装置带动储能装置储能，当储能装置转过最大储能位置后，释放储能带动隔离传动装置继续转动，输出合闸扭矩，接地传动装置转动带动储能装置储能，当储能装置转过最大储能位置后，释放储能带动接地传动装置继续转动，输出接地扭矩。本实用新型结构设计合理可靠，稳定性高，使用寿命长。

Description

一种集手动和电动于一体的三工位机构

技术领域

本发明涉及负荷开关的操作机构，具体涉及一种集手动和电动于一体的三工位机构。

背景技术

负荷开关的功能是通过触头的分、合动作来实现电路的接通和开断，而触头的分、合动作是通过负荷开关的操作机构来实现的。目前比较常见的操作机构是三工位操作机构。三工位机构的三个工位非常明确，中间是隔离工位，两端分别为合闸工位和接地工位，通过三工位机构的操作可以实现负荷开关的隔离、合闸和接地状态。目前的三工位机构通常结构复杂、性能不稳定且制造成本高，因此需要改进三工位机构的结构。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种集手动和电动于一体的三工位机构，其结构可靠，性能稳定。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：一种集手动和电动于一体的三工位机构，包括机架，其特征是，机架上设有隔离传动装置、隔离输出装置、接地传动装置、接地输出装置、储能装置以及电动驱动装置，电动驱动装置通过单向输入的方式连接并驱动隔离传动装置，隔离传动装置连接储能装置的一端并能够在手动输入或者电机驱动的带动下转动从而带动储能装置进行储能，当储能装置转过最大储能位置后，释放储能带动隔离传动装置继续转动，此时隔离传动装置能够带动隔离输出装置转动输出合闸扭矩，接地传动装置连接储能装置的另一端并能够在外力带动下转动从而带动储能装置进行储能，当储能装置转过最大储能位置后，释放储能带动接地传动装置继续转动，此时接地传动装置能够带动接地输出装置转动输出接地扭矩，当隔离传动装置转动时，接地传动装置处于接地起始状态，当接地传动装置转动时，隔离传动装置处于合闸起始状态。

进一步地，隔离传动装置包括隔离传动轴，隔离传动轴的两端可转动地安装在机架上，隔离传动装置的输出端连接隔离输出装置，隔离传动轴上设有能够随之转动的隔离传动拐臂，隔离传动拐臂与储能装置联动并能够在隔离传动轴转动时带动储能装置进行储能，在储能装置释放储能时带动隔离输出装置转动，隔离传动拐臂的自由端设有隔离传动销。

进一步地，隔离输出装置包括安装在隔离传动轴的输出端并能够绕隔离传动轴转动的隔离输出拐臂以及与隔离输出拐臂联动的隔离联动拐臂，隔离联动拐臂的外侧设有能够容纳隔离传动销在其中滑动的隔离传动槽，隔离传动槽的两端具有与隔离传动销匹配的隔离限位弧。

进一步地，当负荷开关处于隔离状态时，隔离传动销位于隔离传动槽的隔离起始端，当隔离传动装置转动到储能装置处于最大储能位置时，隔离传动销位于隔离传动槽的隔离启动端，当储能装置释放储能并带动隔离传动装置继续转动时，隔离传动销通过隔离启动端的隔离限位弧带动隔离联动拐臂转动，从而带动隔离输出拐臂转动输出合闸扭矩。

进一步地，电动驱动装置包括安装在机架上的驱动电机，电动输出拐臂通过单向轴承可转动地安装在驱动电机的输出轴上，电动输出拐臂的自由端可转动地连接电动连杆，电动驱动装置还包括电动传动拐臂，电动传动拐臂上设有转动销，电动连杆与该转动销可转动连接，从而驱动电动传动拐臂转动，电动传动拐臂可转动地安装在隔离传动轴上，电动传动拐臂的外缘设有与隔离传动销匹配的外缘槽。

进一步地，接地传动装置包括接地传动轴，接地传动轴的两端可转动地安装在机架上，接地传动装置的输出端连接接地输出装置，接地传动轴上设有能随之转动的接地传动拐臂，接地传动拐臂与储能装置联动并能够在接地传动轴转动时带动储能装置进行储能，在储能装置释放储能是带动接地输出装置转动，接地传动拐臂的自由端设有接地传动销。

进一步地，接地输出装置包括安装在接地传动轴的输出端并能够绕接地传动轴转动的接地输出拐臂以及与接地输出拐臂联动的接地联动拐臂，接地联动拐臂的转动端设有能够容纳接地传动销在其中滑动的接地传动槽，接地传动槽的两端具有与接地传动销配合的接地限位弧。

进一步地，当负荷开关处于隔离状态时，接地传动销位于接地传动槽的接地起始端，当接地传动装置在外力带动下转动到储能装置的最大储能位置时，接地传动销位于接地传动槽的接地启动端，当储能装置释放储能并带动接地传动装置继续转动时，接地传动销通过接地启动端的接地限位弧带动接地联动拐臂转动，从而带动接地输出拐臂转动输出接地合闸扭矩。

进一步地，储能装置包括储能压簧，储能压簧的两端设有压簧头，压簧头分别可转动地连接在隔离传动装置和接地传动装置上，压簧头之间设有伸缩杆，伸缩杆能够随压簧被压缩而收缩。

进一步地，该三工位机构还包括隔离传动装置和接地传动装置的互锁装置，该互锁装置包括互锁挂板，互锁挂板通过腰形孔挂设在机架上，互锁挂板的两端分别通过带缺口的联锁孔挂设在隔离传动装置的隔离传动轴以及接地传动装置的接地传动轴的输入端，隔离传动轴和接地传动轴的输入端分别设有与联锁孔的缺口相匹配的切口；互锁挂板与隔离传动轴及接地传动轴的互锁方式是：当隔离传动装置和接地传动装置均处于隔离状态时，隔离传动轴和接地传动轴的切口均朝向联锁孔的缺口，此时互锁挂板处于松脱状态，当隔离传动装置和接地传动装置的其中一个转动到合闸或接地位置时，其输入端的圆弧面顶起对应的联锁孔的缺口，使得另一个装置的切口与对应的联锁孔的缺口贴合被限位，从而实现只有在两个装置都处于隔离状态时，才能进行合闸或接地的操作。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过一个单弹簧结构的储能装置来实现为负荷开关的隔离操作和接地操作提供动力，储能装置的储能动力既可以来自于手动的外力，也可以由机构自身配备的电动驱动结构来完成，并且电动结构和手动结构互不干涉，机构整体结构设计合理可靠，稳定性高，使用寿命长。本实用新型的隔离操作装置和接地操作装置还能够实现互锁，确保三工位机构只有在隔离状态时能够进行合闸或接地操作，防止在合闸时接地或者在接地时合闸的操作。

附图说明

图1是本实用新型的轴测图。

图2是本实用新型的爆炸图。

图3是本实用新型的操作原理图。

图4是本实用新型的互锁装置的示意图。

图5是隔离输出装置的放大图。

图6是接地输出装置的放大图。

图中标号：1-第一机构板，2-第二机构板，3-支柱，4-隔离传动轴，5-隔离传动拐臂，6-隔离传动销，7-隔离输出拐臂，8-隔离联动拐臂，9-隔离传动槽，10-隔离限位弧，11-隔离起始端，12-隔离启动端，13-接地传动轴，14-接地传动拐臂，15-接地传动销，16-接地输出拐臂，17-接地联动拐臂，18-接地传动槽，19-接地限位弧，20-接地起始端，21-接地启动端，22-储能压簧，23-压簧头，24-驱动电机，25-伸缩杆，26-互锁挂板，27-腰形孔，28-限位钉，29-联锁孔，30-切口，31-电机输出轴，32-电动输出拐臂，33-单向轴承，34-电动连杆，35-转动销，36-L形折弯，37-电动传动拐臂。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方案作进一步说明。

一种集手动和电动于一体的三工位机构，包括机架，机架上设有隔离传动装置、隔离输出装置、接地传动装置、接地输出装置、储能装置以及电动驱动装置，电动驱动装置通过单向输入的方式连接并驱动隔离传动装置，隔离传动装置连接储能装置的一端并能够在手动输入或者电机驱动的带动下转动从而带动储能装置进行储能，当储能装置转过最大储能位置后，释放储能带动隔离传动装置继续转动，此时隔离传动装置能够带动隔离输出装置转动输出合闸扭矩，接地传动装置连接储能装置的另一端并能够在外力带动下转动从而带动储能装置进行储能，当储能装置转过最大储能位置后，释放储能带动接地传动装置继续转动，此时接地传动装置能够带动接地输出装置转动输出接地扭矩。由于只有当负荷开关处于隔离状态时，进行合闸或者接地的操作才是安全的，也就是说只允许隔离-合闸，或者隔离-接地的操作，不允许合闸-接地或者接地-合闸的操作，因此，当隔离传动装置转动时，接地传动装置处于接地起始状态，当接地传动装置转动时，隔离传动装置处于合闸起始状态。

如图2所示，机架包括位于操作输出端的第一机构板1和位于操作输入端的第二机构板2，第一机构板1的外侧布置负荷开关，第一机构板1和第二机构板2通过支柱3固定安装在一起，一般情况下，第一机构板1和第二机构板2平行布置。

如图1-2所示，隔离传动装置包括隔离传动轴4，隔离传动轴4的输入端通过转动轴承可转动地安装在第二机构板2上，其输出端通过转动轴承可转动地安装在第一机构板1上，隔离传动轴4的输入端伸出于第二机构板2外侧，隔离传动轴4上设有能够随之转动的隔离传动拐臂5，隔离传动拐臂5的自由端设有隔离传动销6。

如图5所示，隔离输出装置包括安装在隔离传动轴4的输出端并能够绕隔离传动轴4转动的隔离输出拐臂7以及与隔离输出拐臂7联动的隔离联动拐臂8，隔离联动拐臂8的外侧设有能够容纳隔离传动销6在其中滑动的隔离传动槽9，隔离传动槽9的两端具有与隔离传动销6匹配的隔离限位弧10。

如图3所示，当负荷开关处于隔离状态时，隔离传动销6位于隔离传动槽9的隔离起始端11处，当隔离传动轴4在外力带动下转动时，隔离传动拐臂5带动隔离传动销6随之转动，同时隔离传动装置带动储能装置进行储能，此过程中隔离传动销6沿隔离传动槽9滑动，不会对隔离联动拐臂8造成干涉，当转动到使储能装置到达最大储能位置时，此时隔离传动销6位于隔离传动槽9的隔离启动端12处，此时撤除外力，机构会在惯性作用下继续转动使得当储能装置转过最大储能位置，（或者不利用惯性，只要在外力作用下能够略转过储能装置的最大储能位置即可实现储能释放），从而释放储能并带动隔离传动轴4继续转动，在这个继续转动的过程中，隔离传动销6顶抵住隔离联动拐臂8的隔离启动端12，并通过隔离启动端12的隔离限位弧10带动隔离联动拐臂8转动，从而带动隔离输出拐臂7转动向负荷开关输出合闸扭矩。

在隔离传动装置进行合闸操作时，接地传动装置处于隔离状态。

以上是通过手动的方式来驱动合闸操作的方式，本实用新型还配备了电动驱动装置，电动驱动装置主要用于驱动隔离传动装置进行合闸操作，由于接地操作是检修情况下才需要用到的，因此，对接地操作不采用电动驱动模式。

具体来说，如图1-2所示，电动驱动装置包括安装在机架上的驱动电机24，驱动电机24通过电机输出轴31向外输出电动动力，电动输出拐臂32通过单向轴承33可转动地安装在电机输出轴31上，单向轴承33的作用是，驱动电机24能够通过电机输出轴31带动电动输出拐臂32转动，电动输出拐臂32不能带动电机输出轴31转动，从而保护电机，也避免在手动操作的情况下，由于联动关系手动操作需要克服电机的转向力，造成使用不方便。

电动输出拐臂32的自由端可转动地连接电动连杆34，电动驱动装置还包括电动传动拐臂37，电动传动拐臂37上设有转动销35，电动连杆34与该转动销35可转动连接，从而驱动电动传动拐臂37转动，电动传动拐臂37可转动地安装在隔离传动轴4上，电动传动拐臂37的外缘设有与隔离传动销6匹配的外缘槽，当电动传动拐臂37在电机驱动作用下随电动连杆34的带动转动时，外缘槽带动隔离传动销6随时转动，从而带动隔离传动轴4转动进行储能，在这个过程中，隔离传动销6始终位于外缘槽的一端，而整个外缘槽的形状与隔离联动拐臂8上的隔离传动槽9相匹配，这样在释放储能时外缘槽与隔离传动槽9处于同一位置，外缘槽的存在并不会影响隔离传动销6 隔离传动槽9内的运动，并且，隔离传动销6在隔离传动槽9内的运动也不会对电动传动拐臂37的位置造成干涉，实现了手动与电动的一体化和互不干涉，之后的步骤与手动模式一致。需要说明的是，由于隔离联动拐臂8的转动范围被第一机构板1上预设好的弧形孔限定了，不能够做全范围的转动，而只能够在一个扇形角度的范围内转动，由于联动关系，隔离传动轴4以及电动传动拐臂37的范围也被限定在该范围内，在手动模式中，可以控制手动转动的角度，而在电动模式中，需要进行合理的设计，例如，电动连杆34具有一个L形的折弯，该折弯靠近电动连杆34与电动输出拐臂32连接的一端，当电机转动时，由于折弯的作用，电动连杆34与电动传动拐臂37连接的这一端只会在一定范围内转动，这个范围与第一机构板1上预设好的弧形孔允许隔离联动拐臂8转动的范围一致，这样就不会引起机构内部在转动过程中的干涉，同时也能够保护机构。

如图1-2所示，接地传动装置包括接地传动轴13，接地传动轴13的的输入端通过转动轴承可转动地安装在第二机构板2上，其输出端通过转动轴承可转动地安装在第一机构板1上，接地传动轴13上设有能随之转动的接地传动拐臂14，接地传动拐臂14的自由端设有接地传动销15。

如图6所示，接地输出装置包括安装在接地传动轴13的输出端并能够绕接地传动轴转动13的接地输出拐臂16以及与接地输出拐臂16联动的接地联动拐臂17，接地联动拐臂17的转动端设有能够容纳接地传动销15在其中滑动的接地传动槽18，接地传动槽18的两端具有与接地传动销15配合的接地限位弧19。

如图3所示，当负荷开关处于隔离状态时，接地传动销15位于接地传动槽18的接地起始端20处，当接地传动轴13在外力带动下转动时，接地传动拐臂14带动接地传动销15随之转动，同时接地传动装置带动储能装置进行与合闸状态反方向的储能，此过程中接地传动销15沿接地传动槽18滑动，不会对接地联动拐臂17造成干涉，当转动到使储能装置到达最大储能位置时，此时撤除外力，机构会在惯性作用下继续转动使得当储能装置转过最大储能位置，（或者不利用惯性，只要在外力作用下能够略转过储能装置的最大储能位置即可实现储能释放），接地传动销15会顶抵住接地传动槽18的接地启动端21，并通过接地启动端21的接地限位弧19带动接地联动拐臂17转动，从而带动接地输出拐臂16转动向负荷开关输出接地扭矩。

在接地传动装置进行接地操作时，隔离传动装置处于隔离状态。

本实用新型的储能装置采用压簧储能装置采用压簧储能装置，包括储能压簧22，储能压簧22的两端设有压簧头23，压簧头23分别可转动地连接在隔离传动销6和接地传动销15上，压簧头23之间设有伸缩杆25，伸缩杆25能够随储能压簧22被压缩而收缩。

如图4所示，本实用新型的三工位机构还包括隔离传动装置和接地传动装置的互锁装置，该互锁装置包括互锁挂板26，互锁挂板26通过两个腰形孔27挂设在第二机构板2的外表面上，第二机构板2的外表面上设有与腰形孔27匹配的限位钉28，互锁挂板26的两端分别通过带缺口的联锁孔29挂设在隔离传动轴4以及接地传动轴13的输入端上，隔离传动轴4和接地传动轴13的输入端分别设有与联锁孔29的缺口相匹配的切口30；互锁挂板26与隔离传动轴5及接地传动轴13的互锁方式是：当隔离传动装置和接地传动装置均处于隔离状态时，隔离传动轴4和接地传动轴13的切口30均朝向联锁孔29的缺口，此时互锁挂板26处于松脱状态，能够在腰形孔27限定的范围内上下移动，当隔离传动装置转动到合闸状态或者接地传动装置转动到接地状态时，改变状态的装置的转动轴的输入端的圆弧面顶起对应的联锁孔29的缺口，使得未改变状态的那个装置的转动轴的切口30与对应的联锁孔29的缺口贴合被限位，从而实现只有在两个装置都处于隔离状态时，才能进行接地或者合闸的操作。

Claims (10)

1.一种集手动和电动于一体的三工位机构，包括机架，其特征是，机架上设有隔离传动装置、隔离输出装置、接地传动装置、接地输出装置、储能装置以及电动驱动装置，电动驱动装置通过单向输入的方式连接并驱动隔离传动装置，隔离传动装置连接储能装置的一端并能够在手动输入或者电机驱动的带动下转动从而带动储能装置进行储能，当储能装置转过最大储能位置后，释放储能带动隔离传动装置继续转动，此时隔离传动装置能够带动隔离输出装置转动输出合闸扭矩，接地传动装置连接储能装置的另一端并能够在外力带动下转动从而带动储能装置进行储能，当储能装置转过最大储能位置后，释放储能带动接地传动装置继续转动，此时接地传动装置能够带动接地输出装置转动输出接地扭矩，当隔离传动装置转动时，接地传动装置处于接地起始状态，当接地传动装置转动时，隔离传动装置处于合闸起始状态。

2.根据权利要求1所述的一种集手动和电动于一体的三工位机构，其特征是，隔离传动装置包括隔离传动轴，隔离传动轴的两端可转动地安装在机架上，隔离传动装置的输出端连接隔离输出装置，隔离传动轴上设有能够随之转动的隔离传动拐臂，隔离传动拐臂与储能装置联动并能够在隔离传动轴转动时带动储能装置进行储能，在储能装置释放储能时带动隔离输出装置转动，隔离传动拐臂的自由端设有隔离传动销。

3.根据权利要求2所述的一种集手动和电动于一体的三工位机构，其特征是，隔离输出装置包括安装在隔离传动轴的输出端并能够绕隔离传动轴转动的隔离输出拐臂以及与隔离输出拐臂联动的隔离联动拐臂，隔离联动拐臂的外侧设有能够容纳隔离传动销在其中滑动的隔离传动槽，隔离传动槽的两端具有与隔离传动销匹配的隔离限位弧。

4.根据权利要求3所述的一种集手动和电动于一体的三工位机构，其特征是，当负荷开关处于隔离状态时，隔离传动销位于隔离传动槽的隔离起始端，当隔离传动装置转动到储能装置处于最大储能位置时，隔离传动销位于隔离传动槽的隔离启动端，当储能装置释放储能并带动隔离传动装置继续转动时，隔离传动销通过隔离启动端的隔离限位弧带动隔离联动拐臂转动，从而带动隔离输出拐臂转动输出合闸扭矩。

5.根据权利要求4所述的一种集手动和电动于一体的三工位机构，其特征是，电动驱动装置包括安装在机架上的驱动电机，电动输出拐臂通过单向轴承可转动地安装在驱动电机的输出轴上，电动输出拐臂的自由端可转动地连接电动连杆，电动驱动装置还包括电动传动拐臂，电动传动拐臂上设有转动销，电动连杆与该转动销可转动连接，从而驱动电动传动拐臂转动，电动传动拐臂可转动地安装在隔离传动轴上，电动传动拐臂的外缘设有与隔离传动销匹配的外缘槽。

6.根据权利要求1所述的一种集手动和电动于一体的三工位机构，其特征是，接地传动装置包括接地传动轴，接地传动轴的两端可转动地安装在机架上，接地传动装置的输出端连接接地输出装置，接地传动轴上设有能随之转动的接地传动拐臂，接地传动拐臂与储能装置联动并能够在接地传动轴转动时带动储能装置进行储能，在储能装置释放储能是带动接地输出装置转动，接地传动拐臂的自由端设有接地传动销。

7.根据权利要求6所述的一种集手动和电动于一体的三工位机构，其特征是，接地输出装置包括安装在接地传动轴的输出端并能够绕接地传动轴转动的接地输出拐臂以及与接地输出拐臂联动的接地联动拐臂，接地联动拐臂的转动端设有能够容纳接地传动销在其中滑动的接地传动槽，接地传动槽的两端具有与接地传动销配合的接地限位弧。

8.根据权利要求7所述的一种集手动和电动于一体的三工位机构，其特征是，当负荷开关处于隔离状态时，接地传动销位于接地传动槽的接地起始端，当接地传动装置在外力带动下转动到储能装置的最大储能位置时，接地传动销位于接地传动槽的接地启动端，当储能装置释放储能并带动接地传动装置继续转动时，接地传动销通过接地启动端的接地限位弧带动接地联动拐臂转动，从而带动接地输出拐臂转动输出接地扭矩。

9.根据权利要求1所述的一种集手动和电动于一体的三工位机构，其特征是，储能装置包括储能压簧，储能压簧的两端设有压簧头，压簧头分别可转动地连接在隔离传动装置和接地传动装置上，压簧头之间设有伸缩杆，伸缩杆能够随压簧被压缩而收缩。

10.根据权利要求1所述的一种集手动和电动于一体的三工位机构，其特征是，该三工位机构还包括隔离传动装置和接地传动装置的互锁机构，该互锁机构包括互锁挂板，互锁挂板通过腰形孔挂设在机架上，互锁挂板的两端分别通过带缺口的联锁孔挂设在隔离传动装置的隔离传动轴以及接地传动装置的接地传动轴的输入端，隔离传动轴和接地传动轴的输入端分别设有与联锁孔的缺口相匹配的切口；互锁挂板与隔离传动轴及接地传动轴的互锁关系是：当隔离传动装置和接地传动装置均处于隔离状态时，隔离传动轴和接地传动轴的切口均朝向联锁孔的缺口，此时互锁挂板处于松脱状态，当隔离传动装置和接地传动装置的其中一个转动到合闸或接地位置时，其输入端的圆弧面顶起对应的联锁孔的缺口，使得另一个装置的切口与对应的联锁孔的缺口贴合被限位，从而实现只有在两个装置都处于隔离状态时，才能进行合闸或接地的操作。